CN105909410B - 智能电子油门控制系统及其实现方法 - Google Patents
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Abstract
智能电子油门控制系统及其实现方法,包括:顺序相连的电子油门踏板、油门位置传感器、智能控制系统、ECU和节气门控制系统;所述油门位置传感器用来识别电子油门踏板的位置,智能控制系统采集油门位置传感器传输来的模拟信号,经过处理后再生成对应的模拟信号传输给ECU,ECU根据对应的模拟信号控制节气门开度进而控制发动机喷油量。确保系统在断电失效情况下车辆的油门控制恢复为出厂时控制方式;采用双冗余设计,确保车辆驾驶安全。
Description
技术领域
本发明涉及汽车制造技术领域,尤其是一种智能电子油门控制系统及其实现方法。
背景技术
电子油门也称为电控油门(E-Gas),装备电子油门的发动机控制系统中,加速踏板和节气门之间取消了机械连接,由汽车电子加速踏板的位置传感器检测加速踏板位置,并在汽车电子加速踏板的传感器模块中将踏板位置信号转换为电信号传给发动机电控单元,由发动机电控单元控制节气门而实现驾驶员对发动机转矩的控制。
目前,公知的汽车油门、刹车都是独立完成各自功能的,虽然独立完成各自功能的技术都已经成熟,但是将油门错当刹车误踩造成的交通肇事事故经常发生,甚至造成车毁人亡的恶性事故。
图1示意性地示出了现有技术中的原车油门控制系统;包括:电子油门踏板、油门位置传感器、ECU和节气门控制系统;ECU通过油门位置传感器来识别电子油门踏板位置,然后控制节气门开度进而控制发动机喷油量。现有技术中油门控制系统,功能单一,不能确保车辆驾驶安全。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题,提供了一种智能电子油门控制系统及其实现方法,确保系统在断电失效情况下车辆的油门控制恢复为出厂时控制方式;采用双冗余设计,确保车辆驾驶安全。
一方面,本发明提供了智能电子油门控制系统,包括:顺序相连的电子油门踏板、油门位置传感器、智能控制系统、ECU和节气门控制系统;所述油门位置传感器用来识别电子油门踏板的位置,智能控制系统采集油门位置传感器传输来的模拟信号,经过处理后再生成对应的模拟信号传输给ECU,ECU根据对应的模拟信号控制节气门开度进而控制发动机喷油量。
具体的,所述的智能控制系统,包括:
电源管理:为该智能控制系统各个部件供电;
显示屏:与处理器相连,作为人机接口用来显示最大油门值、最小油门值、最大加速度值和油门保持功能是否开启;
按键模块:与处理器相连,作为人机接口用来输入最大油门值、最小油门值、最大加速度值和油门保持功能是否开启;
模拟信号处理电路:分别与油门位置传感器、模数转换器的输入端相连,对油门位置传感器的模拟信号进行放大、去噪处理;
模数转换器:与处理器相连,将处理过的模拟信号转换成数字信号输出给处理器;
处理器:还与数模转换器相连,根据按键设置的相关数据,对输入的数字信号进行处理,然后输出数字信号;
数模转换器:与处理器相连,将处理器输出的数字信号转换成模拟信号;
另一模拟信号处理电路:分别与数模转换器、继电器相连;对模拟信号进行滤波、分压处理;
继电器:实现对ECU输出信号的通道切换。
具体的,所述继电器的常闭触点与油门位置传感器相连,继电器的常开触点与另一模拟信号处理电路相连、继电器的控制触点与处理器相连、继电器的公共触点与ECU相连。
更具体的,模拟信号处理电路为射随电路。
另一方面,本发明提供一种智能电子油门控制系统实现方法,具体包括:最大油门限制功能的实现步骤、最小油门限制功能的实现步骤、最大加速限制功能的实现步骤、保持当前油门功能的实现步骤和掉电保护功能的实现步骤。
进一步的,所述最大油门限制功能的实现步骤,包括:
设油门位置传感器能输出的最大模拟电压值为A;系统正常工作时,通过键盘模块将最大油门值设置为B,B<=A;当踩下电子油门踏板,油门位置传感器输出对应的模拟电压值b,智能控制系统采集到b值:
当b>B时,处理器控制继电器的常开触点与公共触点相连;智能控制系统将B值传输给ECU,ECU按照最大油门值B来控制节气门开度进而控制发动机喷油量;
当b<=B时,处理器控制继电器的常闭触点与公共触点相连;智能控制系统将b值传输给ECU,ECU按照采集到的b值来控制节气门开度进而控制发动机喷油量。
进一步的,最小油门限制功能的实现步骤为:
设油门位置传感器输出的最小模拟电压值为P,系统正常工作时,将最小油门值设置为Q,Q>=P;当踩下电子油门踏板,油门位置传感器输出对应的模拟电压值b;智能控制系统采集到b值:
当b>Q时,处理器控制继电器的常闭触点与公共触点相连;智能控制系统将b值传输给ECU,ECU按照采集到的b值来控制节气门开度进而控制发动机喷油量;
当b<=Q时,处理器控制继电器的常开触点与公共触点相连;智能控制系统将Q值传输给ECU,ECU按照最小油门值Q来控制节气门开度进而控制发动机喷油量。
进一步的,最大加速限制功能的实现步骤,具体是:系统正常工作时,将最大加速值设置为C;当踩下电子油门踏板,在t秒内,电子油门踏板从位置X被踩到位置Y,油门位置传感器输出的电压值从x增大到y,假设c=(y-x)/t;
当c>=C时,处理器控制继电器的常开触点与公共触点相连;智能控制系统将x值传输给ECU,ECU按照采集到的x值来控制节气门开度进而控制发动机喷油量;
当c<C时,处理器控制继电器的常闭触点与公共触点相连;输出给ECU的模拟电压值从x增大到y。
更进一步的,保持当前油门功能的实现步骤为:系统正常工作时,启动保持当前油门功能:设当前油门位置传感器输出值为e;智能控制系统将输出给ECU的模拟电压值保持为e,此时即使油门位置传感器输出值有变化也仍维持不变,直到关闭此功能被为止。
作为更进一步的,掉电保护功能的实现步骤是,当供电系统正常工作时,处理器控制继电器的常开触点和公共触点吸合连接,ECU接收到的是经过智能控制系统处理后输出的模拟信号;当系统掉电时,处理器不工作,继电器的常闭触点和公共触点连接,ECU接收到的是油门位置传感器输出的模拟信号,此时驾驶员仍可以正常控制油门。
本发明由于采用以上技术方法,能够取得如下的技术效果:本系统结构简单、功能强大、容易实施。最大油门限制功能的实现能起到限制车速的作用,即使驾驶员一直把油门踩到底,车速也不会过快;最小油门限制功能的实现能起到提高车辆怠速的作用;最大加速限制功能的实现使车辆能够有效防止错误操作保护驾驶员和乘员的安全;保持当前油门功能的实现能帮助驾驶员让控制油门的大腿得到片刻休息;掉电保护功能的实现,即使智能控制系统出现异常,此时驾驶员仍可以正常控制油门。
附图说明
本发明共有附图3幅:
图1为现有技术的结构示意图;
图2为智能电子油门控制系统的结构示意图;
图3为智能控制系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述:
实施例1
本发明提供了智能电子油门控制系统,包括:顺序相连的电子油门踏板、油门位置传感器、智能控制系统、ECU和节气门控制系统;所述油门位置传感器用来识别电子油门踏板的位置,智能控制系统采集油门位置传感器传输来的模拟信号,经过处理后再生成对应的模拟信号传输给ECU,ECU根据对应的模拟信号控制节气门开度进而控制发动机喷油量。
所述的智能控制系统,包括:
电源管理:为该智能控制系统各个部件供电;
显示屏:与处理器相连,作为人机接口用来显示最大油门值、最小油门值、最大加速度值和油门保持功能是否开启;
按键模块:与处理器相连,作为人机接口用来输入最大油门值、最小油门值、最大加速度值和油门保持功能是否开启;
模拟信号处理电路:分别与油门位置传感器、模数转换器的输入端相连,由射随电路构成;对油门位置传感器的模拟信号进行放大、去噪处理;
模数转换器:与处理器相连,将处理过的模拟信号转换成数字信号输出给处理器;
处理器:还与数模转换器相连,根据按键设置的相关数据,对输入的数字信号进行处理,然后输出数字信号;
数模转换器:与处理器相连,将处理器输出的数字信号转换成模拟信号;
另一模拟信号处理电路:分别与数模转换器、继电器相连;对模拟信号进行滤波、分压处理;
继电器:实现对ECU输出信号的通道切换;所述继电器的常闭触点与油门位置传感器相连,继电器的常开触点与另一模拟信号处理电路相连、继电器的控制触点与处理器相连、继电器的公共触点与ECU相连。
另一方面,本发明提供一种智能电子油门控制系统实现方法,具体包括:最大油门限制功能的实现步骤,该功能能起到限制车速的作用:即使驾驶员一直把油门踩到底,车速也不会过快。所述最大油门限制功能的实现步骤,包括:
设油门位置传感器能输出的最大模拟电压值为A;系统正常工作时,通过键盘模块将最大油门值设置为模拟电压值B,B<=A;当踩下电子油门踏板,油门位置传感器输出对应的模拟电压值b,智能控制系统采集到b值:
当b>B时,处理器控制继电器的常开触点与公共触点相连;智能控制系统将B值传输给ECU,ECU按照最大油门值B来控制节气门开度进而控制发动机喷油量;
当b<=B时,处理器控制继电器的常闭触点与公共触点相连;智能控制系统将b值传输给ECU,ECU按照采集到的b值来控制节气门开度进而控制发动机喷油量。
当驾驶员踩下油门踏板的深度超出最大油门设置时,系统只按照设置的最大油门控制车辆供油。
实施例2
作为实施例1的补充,智能电子油门控制系统实现方法,具体包括:最小油门限制功能的实现步骤,该功能能起到提高车辆怠速的作用。具体为:
设油门位置传感器输出的最小模拟电压值为P,系统正常工作时,将最小油门值设置为模拟电压值Q,Q>=P;当踩下电子油门踏板,油门位置传感器输出对应的模拟电压值b;智能控制系统采集到b值:
当b>Q时,处理器控制继电器的常闭触点与公共触点相连;智能控制系统将b值传输给ECU,ECU按照采集到的b值来控制节气门开度进而控制发动机喷油量;
当b<=Q时,处理器控制继电器的常开触点与公共触点相连;智能控制系统将Q值传输给ECU,ECU按照最小油门值Q来控制节气门开度进而控制发动机喷油量。
当驾驶员踩下油门踏板的深度小于最小油门设置时,系统仍按照设置的最小油门控制车辆供油。
实施例3
作为实施例1或2的补充,智能电子油门控制系统实现方法,具体包括:最大加速限制功能的实现步骤,该功能能防止油门误当刹车被踩下,突发紧急情况时驾驶员慌乱中误把油门踏板当成刹车踏板踩下时,往往都会一脚踩到底,这时c值会很大,远超过预设值C,系统将会忽略此次加速操作仍是维持x值输出给ECU,使车辆不会能够有效防止错误操作保护驾驶员和乘员的安全。
具体是:系统正常工作时,将最大加速值设置为C;当踩下电子油门踏板,在t秒内,电子油门踏板从位置X被踩到位置Y,油门位置传感器输出的电压值从x增大到y,假设c=(y-x)/t;
当c>=C时,处理器控制继电器的常开触点与公共触点相连;智能控制系统将x值传输给ECU,ECU按照采集到的x值来控制节气门开度进而控制发动机喷油量;
当c<C时,处理器控制继电器的常闭触点与公共触点相连;输出给ECU的模拟电压值从x增大到y。
当驾驶员快速踩下油门踏板让车辆加速时,如果踩下的速度过快过猛,导致车辆加速值超出了设置值,系统将维持当前速度行驶对此操作不予执行。
车辆正常加速过程说明:
在t秒内,油门踏板从位置X被踩到位置Y,油门位置传感器输出的电压值从x增大到y,ECU识别到这个变化后会根据(y-x)/t这个值实现对车辆的加速,踩的速度越快t值越小,踩的越深(y-x)值越大,相应的车辆的加速也越快。
实施例4
作为实施例1或2或3的补充,智能电子油门控制系统实现方法,具体包括:保持当前油门功能的实现步骤,该功能能实现一定程度上的定速的巡航(只能在平路上实现定速,由于油门一定,下坡时会加速,上坡时会减速),能帮助驾驶员让控制油门的大腿在短时间内休息一下。具体为:系统正常工作时,启动保持当前油门功能:设当前油门位置传感器输出值为e;智能控制系统将输出给ECU的模拟电压值保持为e,此时即使油门位置传感器输出值有变化也仍维持不变,直到关闭此功能被为止。
实施例5
作为实施例1或2或3或4的补充掉电保护功能的实现步骤是,当供电系统正常工作时,处理器控制继电器的常开触点和公共触点吸合连接,ECU接收到的是经过智能控制系统处理后输出的模拟信号;当系统掉电时,处理器不工作,继电器的常闭触点和公共触点连接,继电器默认是常闭触点和公共触点导通,ECU接收到的是油门位置传感器输出的模拟信号,此时驾驶员仍可以正常控制油门。
当智能控制系统掉电失效的情况下,车辆的油门控制也能正常操作不受影响。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.智能电子油门控制系统实现方法,其特征在于,具体包括:最大油门限制功能的实现步骤、最小油门限制功能的实现步骤、最大加速限制功能的实现步骤、保持当前油门功能的实现步骤和掉电保护功能的实现步骤;
所述最大油门限制功能的实现步骤,包括:
设油门位置传感器能输出的最大模拟电压值为A;系统正常工作时,通过键盘模块将最大油门值设置为B,B<=A;当踩下电子油门踏板,油门位置传感器输出对应的模拟电压值b,智能控制系统采集到b值:
当b>B时,处理器控制继电器的常开触点与公共触点相连;智能控制系统将B值传输给ECU,ECU按照最大油门值B来控制节气门开度进而控制发动机喷油量;
当b<=B时,处理器控制继电器的常闭触点与公共触点相连;智能控制系统将b值传输给ECU,ECU按照采集到的b值来控制节气门开度进而控制发动机喷油量;
所述最小油门限制功能的实现步骤为:
设油门位置传感器输出的最小模拟电压值为P,系统正常工作时,将最小油门值设置为Q,Q>=P;当踩下电子油门踏板,油门位置传感器输出对应的模拟电压值b;智能控制系统采集到b值:
当b>Q时,处理器控制继电器的常闭触点与公共触点相连;智能控制系统将b值传输给ECU,ECU按照采集到的b值来控制节气门开度进而控制发动机喷油量;
当b<=Q时,处理器控制继电器的常开触点与公共触点相连;智能控制系统将Q值传输给ECU,ECU按照最小油门值Q来控制节气门开度进而控制发动机喷油量;
所述最大加速限制功能的实现步骤,具体是:系统正常工作时,将最大加速值设置为C;当踩下电子油门踏板,在t秒内,电子油门踏板从位置X被踩到位置Y,油门位置传感器输出的电压值从x增大到y,假设c=(y-x)/t;
当c>=C时,处理器控制继电器的常开触点与公共触点相连;智能控制系统将x值传输给ECU,ECU按照采集到的x值来控制节气门开度进而控制发动机喷油量;
当c<C时,处理器控制继电器的常闭触点与公共触点相连;输出给ECU的模拟电压值从x增大到y;
所述保持当前油门功能的实现步骤为:系统正常工作时,启动保持当前油门功能:设当前油门位置传感器输出值为e;智能控制系统将输出给ECU的模拟电压值保持为e,此时即使油门位置传感器输出值有变化也仍维持不变,直到关闭此功能被为止;
所述掉电保护功能的实现步骤是,当供电系统正常工作时,处理器控制继电器的常开触点和公共触点吸合连接,ECU接收到的是经过智能控制系统处理后输出的模拟信号;当系统掉电时,处理器不工作,继电器的常闭触点和公共触点连接,ECU接收到的是油门位置传感器输出的模拟信号,此时驾驶员仍正常控制油门。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |